机械设计基础习题总结(精心整理)
机械设计
一、填空题：
1、机器具有的共同特征是：它是（）的组合体；组合体中（），各单元之间具有（）运动；能完成（）或实现（）的转换。
2、（）是机器和机构的总称。
3、构件是机构中的（）。
4、零件是机器中的（）。
5、机器与机构的区别在于：机器是利用（）做有用功或实现（）的转换；机构则用于传递或转变（）的形式。
二、判断题：
1、机构就是具有相对运动的构件的组合。（）
2、构件是加工制造的单元，零件是运动的单元。（）
3、构件是一个具有确定运动的整体，它可以是单一整体，也可以是几个相互之间没有相对运动的物体组合而成的刚性体。（）
三、选择题：
1、我们把各部分之间具有确定的相对运动的构件组合称为（）。
（1）机器（2）机构（3）机械（4）机床
2、下列机械中属于机构的是（）。
（1）纺织机（2）拖拉机（3）雷达（4）发电机
第一章平面机构的自由度和速度分析
一、填空题：
1、运动副是两构件（）组成的（）的联接，它限制了两构件之间的某些（），而又允许有另一些（）。按两构件的接触形式的不同，运动副可分为（）和（）两大类。
2、车轮在轨道上转动，车轮与轨道间构成（）副。
3、具有确定运动的机构，其主动件数目应（）机构自由度数目。
4、当m各构件在同一处组成转动副时，其转动副数目为（）个。
二、判断题：
1、两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。（）
2、常见的平面运动副有转动副、移动副和高副。（）
3、两构件用平面高副联接时相对约束为1。（）
4、两构件用平面低副联接时相对自由度为1。（）
5、由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束。（）
6、在一个确定运动的机构中主动件只能有1个。（）
三、选择题：
1、当一个平面机构的原动件数目小于此机构自由度数时，则此机构( )。
（1） 具有确定的相对运动 （2）只能作有限的相对运动 （3）运动不能确定
（4） 不能运动
四、问答题：
1、何谓运动副及运动副元素？
2、机构具有确定运动的条件是什么？
五、机构自由度的计算
第二章平面连杆机构
一、填空题：
1、平面连杆机构是由若干个刚性件用（ ）副或（ ）副联接而成，运动副均为（ ）
接触，压强较小，又称为（ ）机构，与点、线接触的高副机构相比能由于（ ）载和
（ ）载荷。
2、构件间用四个转动副相连的平面四杆机构称为( )四杆机构，该机构按两连架杆是否
成为曲柄或摇杆分为（ ）机构、（ ）机构、（ ）机构。
3、在曲柄摇杆机构中，摇杆的两个极限位置出现在（ ）两次共线位置，该两共线位
置之间所夹锐角θ称为（ ）。
4、曲柄摇杆机构的死点位置出现在以（ ）为主动件，且（ ）与（ ）两次共
线位置，此时（ ）通过连杆传给（ ）的力通过（ ）的回转中心。
5、曲柄摇杆机构中传动角γ是变化的，为保证机构良好的传力性能，一般机构应使最小传
动角min γ>（ ）；以曲柄为主动件时，min γ出现在（ ）位置之一处，
比较此两位置的γ角的大小，取其中（ ）的一个。
6、铰链四杆机构可通过（ ）、（ ）、和
（ ）等演化成其他形式的机构。
7、通常压力角α是指( )。
二、选择题：
1、铰链四杆机构是按（ ）的不同形式分为三种基本型式的。
（1）摇杆 （2）连架杆 （3）连杆
2、缝纫机的脚踏板机构是以（ ）为主动件的曲柄摇杆机构。
（1）曲柄 （2）连杆 （3）摇杆
3、机车车轮机构是铰链四杆机构基本型式中的（ ）机构。
（1）曲柄摇杆 （2）双曲柄 （3）双摇杆
4、铰链四杆机构中，当满足（ ）条件时，机构才会有曲柄。
（1）最短杆+最长杆≤其余两杆之和
（2）最短杆+最长杆≥其余两杆之和
（3）最短杆+最长杆＞其余两杆之和
5、铰链四杆机构具有急回特性的条件是（ ）。
（1）θ>0° （2） θ=0° （3）K=1
6、摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其导杆的传动角始终为（ ）。
（1）90° (2)0° （3）45°
7、铰链四杆机构中不与机架相连的构件称为（ ）。
（1）曲柄 （2）连杆 （3）连架杆 （4）摇杆
8、在铰链四杆机构中，传动角γ和压力角α的关系是（ ）
（1）αγ-=0180 （2）αγ+=090 （3）αγ-=090 （4）αγ=
9、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取( )为机架，将得到曲柄摇杆机
构。
（1）最短杆 （2）最短杆的对边构件 （3）最长杆 （4）最短杆的邻边构件
10、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取( )为机架，将得到双曲柄机构。
（1）最短杆 （2）最短杆的对边构件 （3）最长杆 （4）最短杆的邻边构件
11、对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取( )为机架，将得到双摇杆机构。
（1）最短杆 （2）最短杆的对边构件 （3）最长杆 （4）最短杆的邻边构件
12、对于曲柄摇杆机构，当( )时，机构处于死点位置。
（1）曲柄为原动件、曲柄与机架共线 （2）曲柄为原动件、曲柄与连杆共线
（3）摇杆为原动件、曲柄与机架共线 （4）摇杆为原动件、曲柄与连杆共线
13、在曲柄摇杆机构中，当取曲柄为原动件时，( )死点位置。
（1）有一个 （2）没有 （3）有两个 （4）有三个
14、对于平面连杆机构，当( )时，机构处于死点位置。
（1）传动角 0=γ （2）传动角 90=γ （3）压力角 0=α （4）压力角 45=α
15、对于曲柄摇杆机构，当( )时，机构处于极限位置。
（1） 曲柄与机架共线 （2）曲柄与连杆共线
（3）摇杆与机架共线 （4）摇杆与连杆共线
16、对于铰链四杆机构，当从动件的行程速比系数( )时，机构必有急回特性。
（1） K>0 （2） K>1 （3） K<1 （4） K=1
三、问答题：
1、什么是连杆机构的压力角、传动角、极位夹角、摆角、急回特性、行程速度变化系数？
2、平面四杆机构最小传动角出现在什么位置？应会画各种四杆机构的压力角、传动角，会
找出最小传动角的位置。
3、极位夹角与行程速度变化系数有何关系？
4、铰链四杆机构的死点？
四、会设计四杆机构。
第三章凸轮机构
一、填空题：
1、凸轮是具有（ ）或（ ）且作为（ ）的构件。
2、凸轮机构主要由（ ）、（ ）和（ ）三个基本构件组成。在凸轮
机构中，凸轮通常为（ ）件并作（ ）运动或（ ）运动。
3、凸轮机构从动件常用的运动规律有（ ）运动、（ ）运动和
（ ）运动，其中（ ）运动规律只宜用于低速，（ ）运动规
律不宜用于高速，而（ ）运动规律可在高速下应用。
4、由速度有限值的突变引起的冲击称为（ ）冲击，由加速度有限值的突变引起
的冲击称为（ ）冲击。
5、等速运动规律有（ ）性冲击，简谐运动规律在从动件推程的（ ）
两处也有柔性冲击，（ ）运动规律无冲击。
6、滚子从动件盘形凸轮的理论廓线最小曲率半径（ ）滚子半径时，会发生运动
失真现象。
7、如果从动件的运动规律相同，凸轮的基圆半径越大，其压力角（ ）。
8、为改善凸轮机构的传力性能，应保证凸轮轮廓的最大压力角不超过许用值的前提下，使
设计凸轮的基圆半径（ ）。
二、选择题：
1、组成凸轮机构的基本构件有（ ）个。
（1）2 （2）3 （3）4 （4）5
2、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（ ）。
（1）点、线接触，易磨损 （2）惯性力难以平衡 （3）设计较为复杂
3、下述凸轮机构从动件常用运动规律中，存在刚性冲击的是（ ）。
（1）等速 （2）等加速等减速 （3）余弦 （4）正弦
4、设计凸轮机构，当凸轮角速度和从动件运动规律已知时，则（ ）
（1）基圆半径越大，压力角越大 （2）基圆半径越小，压力角越大
（3）滚子半径越小，压力角越小 （4）滚子半径越大，压力角越小
5、凸轮机构的从动件运动规律与凸轮的（ ）有关。
（1）实际廓线 （2）理论廓线 （3）表面硬度 （4）基圆
6、当从动件的运动规律已定时，凸轮的基圆半径r 0与压力角α的关系为：( )
（1）r 0越大，α越大 （2）r 0越大，α越小 （3）r 0与α无关
三、问答题：
1、什么是凸轮的理论廓线和实际廓线？
2、当凸轮不是尖顶从动件时，能否直接绘出实际廓线？
3、基圆半径是指凸轮理论廓线上的最小半径还是实际廓线上的最小半径？
4、两个不同轮廓曲线的凸轮，是否可以使从动件实现同样的运动规律？为什么？
5、会图解法设计对心移动滚子从动件及偏置移动滚子从动件盘形凸轮轮廓。
6、会画出凸轮在图示位置处的压力角（凸轮为原动件）尖顶、平底、摆动、滚子。
第四章 齿轮机构
一、填空题：
1、齿轮渐开线的形状取决于（ ）。
2、两个渐开线齿轮齿形相同的条件是（ ）。
3、在正常工作条件和制造安装正确情况下，渐开线齿轮传动的瞬时传动比（ ）。
4、渐开线齿廓上任意点的法线都切于（ ）。
5、用1,200==*a h α的齿条型标准刀具按范成法加工直齿圆柱齿轮，其不发生根切的最少
齿数为（）。
6、一对渐开线齿轮传动，安装中心距大于标准中心距时，齿轮的节圆（）分度圆，啮合角()压力角。
7、渐开线标准直齿外圆柱齿轮齿顶圆上的压力角（）20o。
8、圆柱斜齿轮的当量齿数()其实际齿数。
9、直齿圆锥齿轮的当量齿数（）其实际齿数。
10、描述标准直齿圆柱齿轮的三个主要参数是（），（），（）。
11、斜齿轮（）上的模数、压力角是标准值，圆锥齿轮（）的模数、压力角是标准值。
12、一对渐开线齿轮连续传动的条件是（），无侧隙啮合的条件是（）。
13、一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（），（）。
14、一对渐开线外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（），（）、（）。
二、选择题：
1、一对渐开线齿轮传动，安装中心距大于标准中心距时，齿轮的节圆( )分度圆，啮合角( )压力角。
（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）无关
2、渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆上的压力角（）20o。
（1）大于；（2）等于；（3）小于；（4）无关
3、圆柱斜齿轮的当量齿数( )其实际齿数。
（1）大于；（2）等于；（3）小于
4、直齿圆锥齿轮的当量齿数（）其实际齿数。
（1）大于；（2）等于；（3）小于
5、渐开线标准齿轮的根切现象发生在（）
（1）齿数较少时（2）模数较小时（3）模数较大时（4）齿数较多时
三、问答题：
1、渐开线齿轮传动中心距可分性的含义是什么？
2、斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动相比有哪些优点（要求答出三条）？主要缺点是什么（要求至少答出一条）
3、渐开线直齿圆柱齿轮中标准齿轮的含义是什么？
4、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的重合度为什么必须大于1？若其为1.65表示什么？
5、直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮正确啮合条件是什么？
四、圆柱齿轮几何参数的计算。
第五章齿轮系
判断题：
1、差动轮系可以将一个构件的转动按所需比例分解成另两个构件的转动。（）
2、自由度为1的轮系称为行星轮系。（）
3、不影响传动比大小，只起着传动的中间过渡和改变从动轮转向作用的齿轮，称为惰轮。（）
4、定轴轮系的传动比大小等于所有主动轮齿数的连乘积与所有从动轮齿数的连乘积之比。（）
5、利用定轴轮系可以实现运动的合成。（）
要求：掌握定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算
间歇运动机构、回转件的平衡、机械运转速度波动的调节
一、填空题：
1、当主动件等速连续转动，需要从动件做单向间歇转动时，可采用( )机构。
2、在棘轮机构中，棘爪能顺利滑过棘轮齿根部的条件是()。
3、不完全齿轮机构在运动过程中有()冲击，槽轮机构在运动过程中有
()冲击。
4、静平衡的刚性转子()是动平衡的，动平衡的刚性转子()是静平衡的。
二、选择题：
1、在机械系统的启动阶段，系统的动能（），并且( )。
（1）减少，输入功大于总消耗功（2）增加，输入功大于总消耗功
（3）增加，输入功小于总消耗功（4）不变，输入功等于零
2、在机械系统速度波动的一个周期中的某一时间间隔内，当系统出现( )时，使系统的运动速度( )，此时飞轮将( )能量。
（1）亏功，减小，释放（2）亏功，加快，释放
（3）盈功，减小，储存（4）盈功，加快，释放
3、为了减小机械运转中周期性速度波动的程度，应在机械中安装( )。
（1）调速器（2）飞轮（3）变速装置
4、若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在( )。
（1）高速轴（2）低速轴（3）中间轴（4）任意轴上
三、问答题：
1、机械速度波动的原因是什么？何谓周期性速度波动？周期性速度波动可用什么方法调节？
2、什么是盈功？什么是亏功？
3、为什么要对速度波动进行调节？
4、能否完全消除周期性速度波动？
5、刚性转子静平衡和动平衡的力学条件是什么？各需要几个平衡基面？
机械设计基础
第十章连接
一、填空题：
1、按照螺纹牙型不同，常用的螺纹分为（）螺纹、（）螺纹、（）螺纹和（）螺纹。
2、普通螺纹的主要参数有（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）等。
3、（）螺纹常用于联接，（）螺纹和（）螺纹常用于传动。
4、螺纹的公称直径是（），强度计算用（），计算螺纹升角用（）。
5、螺纹联接的主要类型有（）、（）、（）和（）四种。
6、螺纹联接防松的实质是（）。
7、被联接件受横向载荷，当用普通螺栓联接时，靠（）来传递载荷；当用铰制孔用螺栓联接时，靠（）来传递载荷。
8、受轴向工作载荷F作用的紧螺栓联接，螺栓所受的轴向总载荷等于（）和（）之和。
9、普通螺栓联接中螺栓所受的力为（）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的力为（）力。
10、采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了（）。
11、在螺纹联接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是（）。
12、平键的（）是工作面，普通平键联接的主要失效是工作面的（），若强度不够是，可采用两个键按（）布置。
13、普通平键的剖面尺寸b×h，一般应根据（）按标准选择。
14、普通平键有（）头、（）头和（）头三种，其中（）头键用于轴的端部。
15、在键联接中，平键的工作面是（），楔键的工作面是（），切向键的工作面是（），半圆键的工作面是（）。
16、静联接中普通平键联接按（）强度校核，以免压溃；动联接中导向平键联接限制（），以免过度磨损。
17、销钉联接的主要用途是固定零件之间的（）。
18、销按形状可分为（）和（）两种，在多次装拆的地方常选用（）
二、选择题：
1、联接螺纹采用三角形螺纹是因为三角形螺纹（）。
（1）牙根强度高，自锁性能好（2）防振性好（3）传动效率高
2、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用（）。（1）螺栓联接（2）双头螺柱联接（3）螺钉联接（4）紧定螺钉联接
3、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接需要经常拆装时，往往采用（）。（1）螺栓联接（2）双头螺柱联接（3）螺钉联接（4）紧定螺钉联接
4、常用螺纹中，传动效率最高的是（）。
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）矩形螺纹（4）锯齿形螺纹
5、螺母和弹性垫圈是（）。
（1）用机械方法的防松装置（2）靠摩擦力的防松装置
（3）靠增加零件的强度和弹性的防松装置
6、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是（）
（1）三角形螺纹（2）梯形螺纹（3）锯齿形螺纹（4）矩形螺纹
7、只受预紧力的紧螺栓联接，在强度计算时将螺栓所受的拉力乘以1.3，是由于( )。（1）为了保证足够的预紧力；（2）增大安全系数；（3）防止松脱；（4）计入扭转剪应力8、普通平键联接的用途是使轴与轮毂之间( )
（1）沿轴向固定并传递轴向力；（2）沿周向固定并传递转矩；
（3）沿轴向可相对滑动起导向作用；（4）既沿轴向固定又沿周向固定；
（5）同时传递轴向力和转矩
9、键的剖面尺寸通常是根据( )按标准选择。
(1)传递转矩的大小； (2)传递功率的大小； (3)轮毂的长度； (4)轴的直径
10、普通平键联接一般多选用（）。
（1）C型（2）A型（3）B型
三、问答题：
1、螺纹联接的基本类型有哪几种？各适用于何种场合？
2、螺栓联接为什么要防松？常用的防松方法和装置有哪些？
3、松螺栓联接与紧螺栓联接的区别何在？它们的强度计算有何区别？
4、承受横向外载荷的普通螺栓联接，螺栓受到什么载荷的作用？承受横向外载荷的铰制孔螺栓联接，螺栓受到什么载荷的作用？
第十一章齿轮传动
一、填空题：
1、闭式软齿面齿轮传动一般按（）强度进行设计计算，确定的参数是
（）；闭式硬齿面齿轮传动一般按（）强度进行设计计
算，确定的参数是（）。
2、齿轮传动的失效形式主要有（），()，（），（），
（）,其中开式齿轮传动失效形式主要是()。
3、标准直齿圆柱齿轮的齿形系数决定于齿轮的（）。
4、齿轮传动中，小齿轮的宽度应（）大齿轮的宽度。
二、选择题：
1、在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是（），能缓冲减振、并起到过
载安全保护作用的是（）。
（1）带传动；（2）链传动；（3）齿轮传动
2、齿面的接触疲劳强度设计准则是以不产生（ ）破坏为前提建立起来的。
（1）疲劳点蚀； （2）磨损； （3）胶合； （4）塑性变形。
3、一对啮合的齿轮，小齿轮为硬齿面，大齿轮为软齿面，因此有（ ）。
（1）σH 1 > σH 2 ， [σ] H 1> [σ]H 2 ； （2） σH 1= σH 2 ， [σ] H 1≠ [σ]H 2 ；
（3）σH 1 < σH 2 ， [σ]H 1 < [σ]H 2 ； （4） σH 1 ≠ σH 2 ， [σ] H 1= [σ]H 2 。
4、齿轮的齿面疲劳点蚀首先发生在（ ）的部位。
（1）齿根部分靠近节线处； （2）齿顶部分靠近节线处；
（3）在节线上； （4）同时在齿根和齿顶表面上。
5、开式齿轮传动的主要失效形式是（ ），闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是（ ），闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ）。
（1）齿面点蚀；（2）轮齿折断；(3)齿面胶合；(4)磨粒磨损；(5)齿面塑性变形
6、设计闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度主要针对的失效形式是（ ），计算弯曲疲劳强度主要针对的失效形式是（ ）。
（1）齿面点蚀； （2）齿面胶合； （3）轮齿折断； （4）磨损；
（5）齿面塑性变形
7、一对标准直齿圆柱齿轮传动，齿数不同时，它们工作时两齿轮的齿面接触应力（ ），
齿根弯曲应力（ ）。
（1）相同； （2）不同 （3）可能相同也可能不同
8、轮齿的弯曲强度，当（ ），则齿根弯曲强度增大。
（1）模数不变，增多齿数时 （2）模数不变，增大中心距时
（3）模数不变，增大直径时 （4）齿数不变，增大模数时
9、为提高齿轮传动的接触强度，可采用（ ）方法。
（1）采用闭式传动 （2）增大传动中心距
（3）减少齿数 （4）增大模数
10、一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是（ ）。
（1）为使传动平稳 （2）为了提高传动效率
（3）为了提高齿面接触强度 （4）为了便于安装，保证接触线长
11、斜齿圆柱齿轮设计时，一般螺旋角的取值范围为（ ）。
（1）0010~2=β （2）0
020~8=β
(3) 0020~15=β （4）0040~20=β
12、斜齿圆柱齿轮的齿数z 与模数n m 不变，若增大螺旋角β，则分度圆直径1d （ ）。
（1）增大 （2）减小 （3）不变 （4）不一定增大或减小
13、直齿圆锥齿轮强度设计时，是以（ ）为计算依据的。
（1）大端当量直齿圆锥齿轮 （2）齿宽中点处的直齿圆锥齿轮
（3）齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 （4）小端当量直齿圆锥齿轮
d不变，而减少齿数并增大模数，其齿面接触应14、一对齿轮传动中，若保持分度圆直径
1
力将（）。
（1）增大（2）减小（3）保持不变（4）略有减小
15、对于硬度≤350 HBS的闭式齿轮传动，设计时一般（）。
A．先按齿面接触强度计算 B．先按齿根弯曲强度计算
C．先按磨损条件计算 D．先按胶合条件计算
16、有A、B、C三对齿轮传动，A对齿轮相对两轴承对称布置，B对为非对称布置，C对为悬臂布置，其它条件相同。则它们的齿向载荷分布不均的程度为（）
（1）A对最大（2）B对最大（3）A、B、C对相同（4）C对最大17、标准直齿圆柱齿轮的齿形系数Y Fa切取决于（）
（1）模数（2）齿数（3）齿宽系数（4）齿面硬度
18、一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系是（）
（1）σH1<σH 2 （2）σH1＝σH 2（3）σH1>σH 2
19、有一标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮l和齿轮2的齿数分别为z1和z2，且z1< z2。若两齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力均相同，则（）
（1）两齿轮接触强度相等，齿轮2 比齿轮1抗弯强度高
（2）两齿轮抗弯强度相等，齿轮2比齿轮l接触强度高
（3）齿轮1和齿轮2的接触强度和抗弯强度均相等
（4）齿轮1比齿轮2的接触强度和抗弯强度都高
20、为了有效地提高齿面接触强度，可（）
（1）保持分度圆直径不变而增大模数（2）增大分度圆直径：
（3）保持分度圆直径不变而增加齿数
21、对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数宜适当取多些。其目的是（）
（1）提高轮齿的抗弯强度（2）提高齿面的接触强度（3）提高传动平稳性22、对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数。其目的是（）
（1）提高齿面接触强度（2）减小滑动系数，提高传动效率
（3）减小轮齿的切削量（4）保证轮齿的抗弯强度
23、设计开式齿轮传动时，在保证不根切的情况下，宜取较少齿数。其目的是（）
（1）增大重合度。提高传动平稳性（2）减小齿面发生胶合的可能性
（3）增大模数，提高轮齿的抗弯强度 （4）提高齿面接触强度
三、综合题：
1、一对直齿圆柱齿轮传动，在传动比i 、中心距a 及其它条件都不变的情况下，若减小模数m 并相应地增加齿数z 1和z 2，试问这对弯曲疲劳强度和接触疲劳强度各有什么影响？在闭式传动中，若强度条件允许，这种减小模数增加齿数的设计方案有什么好处？
2、会分析直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的受力分析。
3、齿面接触强度、齿根弯曲强度计算及校核公式中有关参数的选择。
第十二章 蜗杆传动
一、选择题：
1、当两轴线（ ）时，可采用蜗杆传动。
（1）平行 （2）相交 （3）垂直交错
2、在蜗杆传动中，通常（ ）为主动件。
（1） 蜗杆 （2） 蜗轮 （3）蜗杆蜗轮都可以
3、阿基米德蜗杆的（ ）模数，应符合标准数值。
（1）法向 （2） 端面 （3）轴向
4、计算蜗杆传动的传动比时,公式( )是错误的。
（1）21ωω=i （2） 21n n i = （3） 12d d i = （4） 12z z i =
5、为减少蜗轮滚刀数量,有利于刀具标准化,规定( )为标准值。
（1） 蜗轮齿数 （2）蜗轮分度圆直径 （3）蜗杆头数 （4）蜗杆分度圆直径
6、蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要针对（ ）来进行。
（1）蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根弯曲强度
（2）蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根弯曲强度
（3）蜗杆齿面接触强度和齿根弯曲强度
（4）蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度
7、蜗杆传动中，蜗杆常用的材料有（ ）和（ ），蜗轮常用的材料有（ ）和（ ）。
（1）铸铝；（2）碳钢；（3）铸铁；（4）锡青铜；（5）合金钢；（6）工程塑料
8、蜗杆传动的强度计算（ ）进行。
（1）主要针对蜗杆；（2）主要针对蜗轮；（3）有时针对蜗杆；（4）有时针对蜗杆
9、在蜗杆传动中，标准化了的参数有（ ）、（ ）、（ ）。
（1）蜗杆的头数；（2）蜗轮的齿数；（3）蜗杆的模数；（4）蜗杆的分度圆直径；
（5）蜗杆的导程角；（6）蜗杆的压力角； （7）蜗轮的分度圆直径
10、为使蜗杆传动具有自锁性，应采用( )和( )的蜗杆。
（1）单头； （2）多头； （3）大导程角； （4）小导程角
11、蜗轮蜗杆传动时，蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向一定（ ）；平行轴外斜齿圆柱齿轮传动，两轮的螺旋方向一定（ ）。
（1）相同 （2）不同
12、在闭式蜗杆传动设计中，除进行强度计算外，还必须进行（ ）
（1）磨损计算 （2）刚度计算 （3）热平衡计算 （4）稳定性计算
13、蜗杆传动的正确啮合条件中，不正确的是（ ）
（1）21t a m m = （2）21t a αα= （3）21ββ-= （4）螺旋线方向相同
二、填空题：
1．蜗杆传动的正确啮合条件是
( )。
2．在其它条件不变时，蜗杆的头数越多，导程角( )，传动的效率( )。
3．蜗杆传动的材料不仅要有足够的强度，还应有良好的（ ）、（ ）和（ ）。
4．蜗杆传动的中间平面是（ ）平面。在中间平面内，蜗轮和蜗杆截面的运动可以看作为（ ）和（ ）的啮合传动。
5．蜗杆传动的参数（ ）为标准值。
6．蜗杆传动的自锁条件是（ ）。
7．阿基米德螺线蜗杆在轴剖面上的齿形是（ ）。
三、问答题：
1、蜗杆传动的正确啮合条件是什么？
2、蜗杆的头数及升角对啮合效率各有何影响？
3、与齿轮传动相比,蜗杆传动有哪些优缺点?
4、蜗杆传动的设计准则是什么？
5、为什么闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？散热如果不满足要求，可采取什么措施？
第十三章 带传动和链传动
一、填空题：
1、V 带传动中，带的（ ）是工作面。
2、V 带的截面楔角θ=（ ），（ ）于带轮的轮槽角?。
3、带传动的有效拉力为（ ）之差，数值上应与带和带轮接触面上各点摩擦力的总和（ ）。
4、带传动工作时带中产生（ ）、（ ）、（ ）三种应力。
5、带传动中带的最大应力发生在（ ）处。
6、带传动中弹性滑动是由（ ）差引起的，只要传递圆周力，就必然存在这种现象，其后果为（ ）和（ ）。
7、带传动的主要失效形式为（ ）和（ ）。
8、小带轮直径越小，带的弯曲应力越（ ），使用寿命越（ ）。
9、在V 带传动设计中，V 带型号是根据（ ）和（ ）选取的。
10、带传动中最大应力为（ ）。
11、、链传动是靠链条与链轮轮齿的（ ）传递运动和动力，链条一般无须张紧，传动效率较带传动（ ），平均转速比2
1n n =（ ），数值稳定。 12、滚子链主要由（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）五个元件组成。
13、滚子链已标准化，其最主要参数为（ ）。节距越大，承载能力越（ ），冲击越（ ）。
14、滚子链中，外链板与销轴是（ ）配合，内链板与套筒是（ ）配合，套筒与销轴是（ ）配合，套筒与滚子是（ ）配合。
15、链条长度常以（ ）表示，链传动设计链节数应选（ ）数，当选奇数时必须采用过渡链节联接，但此时会产生（ ）。
16、由于多边形效应，链条沿前进方向和垂直于前进方向的速度呈周期性变化，即使主动链轮的角速度恒定，从动链轮的角速度也呈周期性变化，链节距愈（ ），链轮齿数愈（ ），链速愈（ ），变化愈剧烈。
17、对于一般重载的链传动，应选用节距（ ）的（ ）排链；对于高速重载的滚子链，应选用节距（ ）的（ ）排链。
18、链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的，所以应属于（ ）传动。
二、选择题：
1、带传动是依靠（ ）来传递运动和动力的。
（1）带和带轮接触面之间的正压力 （2）带和带轮接触面之间的摩擦力
（3）带的紧边拉力 (4)带的松边拉力
2、带张紧的目的是（ ）。
（1）减轻带的弹性滑动 （2）提高带的寿命
（3）改变带的运动方向 （4）使带具有一定的初拉力
3、带传动中，1v 为主动轮圆周速度，2v 为从动轮圆周速度，v 为带速。这些速度之间存在的关系是（ ）。
（1）v v v ==21 （2）21v v v >> （3）21v v v << （4）21v v v >=
4、带传动工作时，设小带轮主动，则带内拉应力的最大值应发生在带（ ）。
（1）进入大带轮处 （2）离开大带轮处
（3）进入小带轮处 （4）离开小带轮处
5、带传动的主要失效形式是带的（ ）。
（1）疲劳破坏和打滑 （2）磨损和胶合
（3）胶合和打滑 （4）磨损和疲劳破坏
6、V 带传动工作时，（ ）与带轮轮槽接触。
（1）带的底面 （2）带的顶面 （3）带的侧面 （4）带的侧面和底面
7、带传动在工作中产生弹性滑动的原因是（ ）。
（1）预紧力不足 （2）离心力大 （3）带的弹性与紧边松边存在拉力差
（4）带传递的中心距大
8、窄V 带与普通V 带相比其传动承载能力（ ）。
（1）降低 （2）提高 （3）相同
9、选择V 带型号，主要取决于（ ）。
（1）带传递的功率和小带轮转速 （2）带的线速度
（3）带的紧边拉力 （4）带的松边拉力
10、带传动不能保证准确的传动比，其原因是（ ）。
（1）带容易变形和磨损 （2）带在带轮上出现打滑
（3）带传动工作时发生弹性滑动 （4）带传递的中心距大
11、带传动在正常工作时产生弹性滑动，是由于（ ）
（1）包角1 太小 （2）初拉力0F 太小 （3）紧边与松边拉力不等 （4）传动过载
12、链传动中作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是由于（ ）。
（1）这种传动只用来传递小功率 （2）链速较高，在传递相同功率时圆周力小
（3）链的质量大，离心力也大 （4）啮合传动，无需很大的初拉力
13、与带传动相比，链传动的主要特点之一是（ ）。
（1）缓冲减振 （2）超载保护 （3）无打滑
14、多排链的排数不宜过多，这主要是因为排数过多则（ ）。
（1）给安装带来困难 （2）各排链受力不均
（3）链传动的轴向尺寸过大 （4）链的质量过大
15、关于链传动的中心距的确定，正确的说法为（ ）。
（1）为减小装置的结构，中心距选得较小些为好
（2）为提高小链轮的寿命，中心距选得大些为好
（3）一般取a=(30～50)p
16、链条的节数宜采用（ ）。
（1）奇数 （2）偶数 （3）奇数的整倍数
17、链传动张紧的目的是（ ）。
（1）避免链条垂度过大啮合不良 （2）增大承载能力 （3）避免打滑
18、链传动设计中,一般链轮最多齿数限制为120个,是为了( )
（1）减小链传动的不均匀性 （2）限制传动比
（3）减小链节磨损后链从链轮上脱落的可能 (4)保证轮齿的强度
三、问答题：
1、弹性滑动与打滑有什么区别？为什么说打滑一般发生在小带轮上？它们对带传动有何影响？是否可以避免？
2、什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？
3、带传动工作时，带截面上产生哪些应力？最大应力在何处？
4、带传动的失效形式及设计准则是什么？
5、链条节距的大小对传动有什么影响？链条节数应取偶数还是奇数？为什么？
6、什么是链传动的多边形效应？影响链传动速度不均匀性的主要参数是什么？
7、链传动的主要失效形式有哪几种？链传动的设计准则是什么？
第十四章 轴
一、填空题：
1、根据轴所承受载荷的不同，即传递转矩又承受弯矩的轴为（ ）；只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴为（ ）；只承受弯矩而不传递转矩的轴为（ ）。
2、轴常制成阶梯形主要是为了轴上零件的轴向（ ），便于轴上零件（ ），有时也是为了提高轴的制造（ ）性。
3、为了便于安装轴上零件，轴（ ）及各个轴段的（ ）部应有倒角。
4、用弹性挡圈或紧定螺钉作轴向固定时，只能承受较（ ）的轴向力。
5、用套筒、螺母或轴端挡圈作轴向固定时，应使轴段的长度（ ）相配合轮毂宽度。
6、当轴上的键槽多于一个时，应使各键槽位于（ ）上；轴头和轴颈的直径应采用（ ），与滚动轴承相配的轴颈直径相差不应（ ）。
二、选择题：
1、 工作是既承受弯矩又承受转矩的轴称为（ ）；只承受弯矩，不传递扭矩的轴称为
（ ）。
（1）传动轴 （2）转轴 （3）心轴
2、火车车轮轴按载荷情况分析应是（ ）。
（1）心轴 （2）转轴 （3）传动轴
3、自行车的前轴为（ ）。
（1）转动心轴 （2）固定心轴 （3）转轴
4、在减速器中，低速轴轴颈一般比高速轴轴颈（ ）。
（1）大 （2）小 （3）一样
5、轴环的作用是（ ）。
（1）加工轴时的定位面 （2）提高轴的强度 （3）使轴上零件获得轴向固定
6、增大轴在截面变化处的圆角半径，有利于（ ）。
（1）零件的轴向定位 （2）降低应力集中，提高轴的疲劳强度 （3）使轴的加工方便
7、当轴上的零件要承受较大的轴向力时，采用（ ）定位较好。
（1）圆螺母 （2）紧定螺钉 （3）弹性挡圈
8、对于转轴的强度计算，应按（ ）计算。
（1）弯矩 （2）扭矩 （3）弯矩、扭矩合成的当量弯矩
9、按弯扭合成理论计算轴的强度时，在当量弯矩的计算式22)(T M Me α+=
中，系数
α是考虑 （ ）
（1）计算公式不准确 （2）转矩和弯矩的循环性质不同
（3）材料抗弯与抗扭的性能不同 （4）强度理论的要求
10、增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以（ ）
（1）使零件的轴向定位比较可靠 （2）降低应力集中，提高轴的疲劳强度
（3）使轴的加工方便
11、在轴的初步计算中，轴的直径是按（ ）初步确定的
（1）抗弯强度 （2）抗扭强度 （3）弯扭合成强度 （4）轴段上零件的孔径
三、问答题：
1、轴上零件的轴向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点? （指出四种以上）
2、轴上零件的周向固定方法主要有哪些种类?各有什么特点? （指出四种以上）
3、如何提高轴的刚度？
4、会分析轴上的零件的布置方式错对，结构是否合理。
第十五章滑动轴承
一、填空题：
1、巴氏合金因（），（），通常做为滑动轴承（）的材料。
2、根据摩擦情况的不同，滑动轴承的摩擦状态可分为（）摩擦、（）摩擦、（）摩擦。
3、滑动轴承轴瓦的常用材料有（）、（）、（）。
4、滑动轴承的油润滑一般应为连续供油，连续供油的方式有（）润滑、（）润滑、（）润滑。
5、滑动轴承用的润滑剂有润滑油和润滑脂，与润滑油比较，润滑脂的特点及适用场合是（）、（）、（）。
6、滑动轴承中使用润滑剂主要是为了（）和（），同时还有（）作用。
7、滑动轴承在不同工作场合选择的润滑油的黏度不同，（）、（）、（）时应选择黏度较高的润滑油。
8、滑动轴承中所选用的润滑油，其粘度越大，则其承载能力越（）。
二、选择题：
1．滑动轴承有什么特点?主要应用在什么场合?
2．滑功轴承的摩擦状态有几种，各有什么特点?
3．简述剖分式滑动轴承和整体式滑动轴承的结构特点?
4．对轴承材料提出的主要要求是什么?常用的轴承材料有哪些?
第十六章滚动轴承
一、填空题：
1、按摩擦性质轴承分为（）和（）两大类。
2、与滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力（）、抗振性（）、噪声（）、寿命（），在液体润滑条件下可（）速运转。
3、滚动轴承一般由（）、（）、（）和（）组成，常见的滚动体形状为（）、（）、（）、（）等。
4、按滚动体形状，滚动轴承分为（）和（）两大类，在同样尺寸下滚子轴承比球轴承承载能力（）、抗冲击能力（）；但球轴承制造（）、价格（），且运转比滚子轴承（）。
5、深沟球轴承主要承受（）载荷，也能承受一定的（）载荷。当转速很高时，它可以代替（）轴承。
6、滚动轴承的主要失效是（）和（）。
7、对于一般在正常工作状态下回转的滚动轴承，疲劳点蚀是主要的失效形式，为此主要进行（）计算。
8、对于不常转动、摆动或转速很低的重载滚动轴承，塑性变形常是主要的失效形式，为此
主要进行（）计算。
9、轴承组合的调整包括（）、（）和（）。
二、选择题：
1、（）是只能承受径向力的轴承。
（1）深沟球轴承（2）圆柱滚子轴承（3）角接触球轴承
2、（）是只能承受轴向力的轴承。
（1）深沟球轴承（2）圆锥滚子轴承（3）推力球轴承
3、极限转速最高的轴承是（）。
（1）深沟球轴承（2）圆锥滚子轴承（3）圆柱滚子轴承
4、滚动轴承的基本额定寿命是指一批同型号的轴承，在相同条件下运转，其中（）的轴承所能达到的寿命。
（1） 90% （2）95% （3） 99%
5、角接触滚动轴承承受轴向载荷的能力随接触角α的增大而（）。
（1）增大（2）减小（3）增大或减小视轴承型号而定
6、圆锥滚子轴承的（）与内圈可以分离，故安装和拆卸方便。
（1）保持架（2）外圈（3）滚动体
7、（）必须成对使用。
（1）深沟球轴承（2）圆柱滚子轴承（3）圆锥滚子轴承
8、滚动轴承寿命计算公式中滚子轴承的寿命指数ε为（）。
（1） 3 （2） 10/3 （3） 1/3
9、型号为30312的滚动轴承，其类型名称为（）
（1）调心滚子轴承（2）调心球轴承（3）向心角接触球轴承（4）圆锥滚子轴承10、一轴受径向载荷作用，若该轴用一对圆锥滚子轴承支承，两个轴承上径向支反力的关系是 F r1>F r2，则其轴向力的关系是（）．
（1）F a1>F a2（2） F a1=F a2（3） F a1 11、代号为30310的单列圆锥滚子轴承的内径为（）． （1）10mm （2）100mm （3）50mm （4）310mm （5）155mm 12、深沟球轴承，内径l00mm，宽度系列O，直径系列2，公差等级为O级，游隙O组，其代号为（） （1）60220 （2）6220／P0 （3）60220／PO （4）6220 13、一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承（） （1）它们的寿命应该相同（2）它们的平均寿命相同 （3）90％轴承的寿命应该相同（4）它们的最低寿命应该相同 14、滚动轴承的额定寿命是指（）． （1）在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命 （2）在标准试验载荷作用下，轴承所能达到的寿命 （3）同一批轴承进行寿命试验中，95％的轴承所能达到的寿命 （4）同一批轴承进行寿命试验中，破坏率达1 0％时所对应的寿命 15、滚动轴承额定寿命与额定动载荷之间的关系为L=（C／P）ε，其中P为轴承的（） （1）当量动载荷（2）外载荷（3）径向载荷（4）当量载荷 16、型号为30218的滚动轴承有关数据如下：额定动载荷Cr=120000N，判断系数e=0．42，Fa／Fr >e 时，X=0．4，Y=1．4。若该轴承承受径向载荷Fr=15000N，轴向载荷Fa=3950N，转速n=1470r／min，载荷系数fp=1，工作温度t 17、单个滚动轴承的寿命是：（）． （1）额定寿命（2）额定寿命的90％（3）达到额定寿命概率为90％（4）1 06h 18、在一齿轮轴的滚动轴承装置中，轴承型号是7307AC，判断系数e=0．68，当Fa／Fr>e 时，X=0．41，Y-=0．87。已知轴承Ⅰ上的径向载荷Fr1=2100N，轴向载荷Fa1=1470N，则该轴承的当量动载荷为P=（） （1）2139．9N （2）2110N （3）1 470N （4）2110.5N 19、球轴承比滚子轴承的承载能力（），抗冲击能力（）． （1）低（2）高（3）强（4）差 20、有（1）7220C（2）7220AC两种型号轴承，在同样大小的径向载荷作用下，它们的内部轴向力F S1与F S2比较，应是（）。 （1）F S1>F S2 （2）F S1= F S2（3）F S1 三、常用滚动轴承的类型和内径尺寸，说明字母代表的意义。 四、分析齿轮轴系的结构错误 五、会分析计算轴承的轴向力及轴承的压紧端、放松端 第十七章联轴器、离合器和制动器 1、用来联接两轴并需在转动中随时接合和分离的联接件为（）。 （1）联轴器（2）离合器（3）制动器 2、具有补偿两轴间相对位移的联轴器有（）联轴器。 （1）刚性（2）无弹性元件（3）弹性联轴器 3、传递功率较大且两轴同轴度要求较高时，宜选用（）。 （1）十字滑块联轴器（2）弹性联轴器（3）凸缘联轴器 4、当两轴的转速较高，传递的转矩较大，安装时不宜对中，宜选用（）联轴器。（1）弹性柱销（2）弹性套柱销（3）齿式 5、当两轴的转速较高，且需在工作中经常接合和分离时，宜选用（）离合器。（1）牙嵌式（2）摩擦式 6、两轴在工作中仅需要单向接合传动时，应选用（）离合器。 （1）安全离合器（2）超越离合器（3）摩擦离合器 7、汽车变速箱输出轴和后桥之间采用的联轴器是（）。 （1）弹性柱销联轴器（2）十字滑块联轴器（3）万向联轴器 8、万向联轴器属于（）式联轴器。 （1）刚性固定（2）刚性可移（3）弹性可移 9、当两轴夹角不等于零时，单万向联轴器的主要缺点是（）。 （1）传递的转矩较小（2）工作寿命较短 （3）主动轴转速恒定时，从动轴转速作周期性变化 10、联轴器和离合器均具有的主要作用是（） （1）补偿两轴的综合位移（2）联接两轴，使其旋转并传递转矩 （3）防止机器过载（4）缓和冲击和振动 11、下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( ) （1）凸缘联轴器（2）齿式联轴器（3）万向联轴器（4）弹性柱销联轴器 《机械设计基础》习题与答案 目录 第1章绪论 第2章平面机构的结构分析 第3章平面连杆机构 第4章凸轮机构 第5章间歇运动机构 第6章螺纹联接和螺旋传动 第7章带传动 第8章链传动 第9章齿轮传动 第10章蜗杆传动 第11章齿轮系 第12章轴与轮毂连接 第13章轴承 第14章联轴器、离合器和制动器 第15章回转体的平衡和机器的调速 第1章绪论 思考题 1．机器、机构与机械有什么区别？各举出两个实例。 2．机器具有哪些共同的特征？如何理解这些特征？ 3．零件与构件有什么区别？并用实例说明。举出多个常用的通用机械零件。 答：1、机器：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； ③能实现能量、信息等的传递或转换，代替或减轻人类的劳动； 实例：汽车、机床。 机构：①人为的实物组合体； ②每个运动单元（构件）间具有确定的相对运动； 实例：齿轮机构、曲柄滑块机构。 机械是机器和机构的总称。 机构与机器的区别在于：机构只用于传递运动和力，机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能或完成有用的机械功； 2、同上。 3、零件是机械制造的的最小单元体，是不可拆分的，构件是机械运动的最小单元体它有可能是单一的一个零件，也有可能是若干个零件组合而成，内燃机中的连杆，就是由连杆体1、连杆盖2、轴套3、轴瓦 4、螺杆5和螺母6等零件联接而成的，在制造中几个零件分别加工，装配成连杆后整体运动。通用零件，如齿轮、轴、螺母、销、键等。 第2章平面机构的结构分析 一、填空题 1、两构件通过面接触所构成的运动副称为低副，其具有2约束。 2、机构具有确定相对运动的条件是主动件数目=自由度。 3、4个构件在同一处以转动副相联，则此处有3个转动副。 4、机构中不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。 答：1.低副、2. 2. 主动件数目=自由度 3. 3 4．虚约束 二、综合题 1、计算下图所示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由 度、虚约束请明确指出。 《机械设计基础课程》习题 第1章机械设计基础概论 1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？ 1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？ 1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 1-4 常见的零件失效形式有哪些？ 1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？ 1-6 什么是磨损？分为哪些类型？ 1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？ 1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？ 1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。 第2章现代设计方法简介 2-1 简述三维CAD系统的特点。 2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。 2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。 2-4 优化设计的一般过程是什么？ 2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？ 2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？ 2-7 常用的可靠性尺度有那些？ 2-8 简述有限元法的基本原理。 2-9 机械创新设计的特点是什么？ 2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。 第3章平面机构的组成和运动简图 3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。 3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么? 3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？ 3-4 计算自由度时需注意那些事项？ 3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？ 3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自 由度。 3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的 自由度。 3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自 由度。 3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。若是， 精品 机械设计基础课后习题解答参考 1-2题 ,7,5===h l P P n 107253=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-3题 1,11, 8===h l P P n 1111283=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 1-4题 0,11, 8===h l P P n 2011283=-?-?=F 机构有2个主动构件，所以机构有确定运动。 1-5题 1,8, 6===h l P P n 118263=-?-?=F 机构有1个主动构件，所以机构有确定运动。 2-1题 （a ）双曲柄机构； （b ）曲柄摇杆机构； （c ）双摇杆机构； （d ）双摇杆机构。 2-2题 0≠e 时，曲柄条件：e l l BC AB -<； 0=e 时， 曲柄条件：BC AB l l <。 2-4题 精品 极位夹角 ?=+-??=+-?=3636.161 2.11 2.118011180K K θ 精品 2-7题 极位夹角?=+-??=+-? =361 5.11 5.118011180K K θ 3-2题 精品 4-1题 m z m h z d a a )2()2(* +=+= 所以 25.2100 225 2== +=z d m a mm 主要几何尺寸计算（略）。 4-2题略 4-3题 分锥角 "43'25684287.6817 43arctan arctan 122?=?===z z δ "17'34215713.2190221?=?=-?=-∑=δδδ 分度圆 5117311=?==mz d mm ； 12943322=?==mz d mm 齿顶圆 580.565713.21cos 3251cos 2111=???+=+=δm d d a mm 206.1314287.68cos 32129cos 2222=???+=+=δm d d a mm 齿根圆 304 .445713.21cos 34.251cos 4.2111=???-=-=δm d d f mm 353.1264287.68cos 34.2129cos 4.2222=???-=-=δm d d f mm 锥距 358.6943172 32222 221=+?=+= z z m R mm 齿顶角 "44'4237122.3358.693 arctan arctan ?=?===R h a a θ 齿根角 " 7'2744519.4358 .696 .3arctan arctan ?=?===R h f f θ 《机械设计基础》课程习题 集 系部： 适用专业： 制定人： 审核人： 系（部） 《机械设计基础》课程习题集 第一章机械设计概论 一、填空题。 1、机械零件最常见的失效形式有_______,_______,_______,_______,。 2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。 3、强度是指零件在载荷作用下抵抗__________的能力，强度可分为__________和__________。 4、刚度是指受载后抵抗__________的能力。 5、机械零件丧失预定功能或者预定功能指标降低到许用值以下的现象，为__________。 二、选择题。 1、机械设计这门学科，主要研究（）的工作原理、结构和设计计算方法。 A、各类机械零件和部件 B、通用机械零件和部件 C、专用机械零件和部件 D、标准化的机械零件和部件 2、设计一台机器包括以下几项工作:a、零件设计;b、总体设计;c、技术设计，它们进行的顺序大休上是( )。 A、acb B、bac C、bca D、cba 3、下列零件的失效形式中，不属于强度问题。 A、螺栓断裂 B、齿轮的齿面发生疲劳点蚀 C、蜗杆轴产生过大的弯曲变形 D、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑 4、在设计机械零件时，对摩擦严重的一些零件，要考虑其散热性，主要是由于（）。 A、在高温下将产生蠕变现象，出现较大塑性变形 B、材料的机械性能下降，可能造成零件因强度不够而失效 C、下产生较大的热变形，影响正常工作 D、升高后，破坏了正常润滑条件，从而使零件发生胶合 5、我国国家标准的代号是（）。 A、GC B、KY C、GB D、ZB 三、是非题。 1、机器的各部分之间具有确定的相对运动，在工作时能够完成有用的机械功或实现能般的转换。 2、机构的各部分之间具有确定的相对运动，所以机器与机构只是说法不同而己。 3、由于强度不够引起的破坏是零件失效中最常见的形式。 4、表面失效主要有疲劳点浊、磨损和腐蚀等，表面失效后通常会增加零件的摩擦，使尺寸发生变化，最终导致零件的报废。 5、刚度足指零件受载后抵抗弹性变形的能力。在机械没计中，零件在载荷作用下产生的弹性变形从应大于或等于机器工作性能允许的极限值。 四、简答题。 一、 名词解释 1.机械： 2.机器： 3.机构： 4.构件： 5.零件： 6.标准件： 7.自由构件的自由度数： 8.约束： 9.运动副： 10.低副： 11.高副： 23.机构具有确定运动的条件： 24.死点位置： 25.急回性质： 26.间歇运动机构： 27.节点： 28.节圆： 29.分度圆： 30.正确啮合条件： 31.连续传动的条件： 32.根切现象： 33.变位齿轮： 34.蜗杆传动的主平面： 35.轮系： 36.定轴轮系： 37.周转轮系： 38.螺纹公称直径：螺纹大径。39.心轴： 40.传动轴： 41.转轴： 二、 填空题 1. 机械是（机器）和（机构）的总称。 2. 机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。 3. 平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L -P H ）。 4. 已知一对啮合齿轮的转速分别为n 1、n 2，直径为D 1、D 2，齿数为z 1、z 2，则其传动比i= （n 1/n 2）= （D 2/D 1）= （z 2/ z 1）。 5. 铰链四杆机构的杆长为a=60mm ，b=200mm ，c=100mm ，d=90mm 。若以杆Ｃ为机架，则此四杆机构为（双摇杆机构）。 6. 在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 7. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 8. 平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 9. 平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 10. 平面连杆机构的行程速比系数Ｋ=1.25是指（工作）与（回程）时间之比为（1.25），平均速比为（1：1.25）。 11. 凸轮机构的基圆是指（凸轮上最小半径）作的圆。 12. 凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 13. 带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 14. 带传动工作时的最大应力出现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为：σmax=σ1＋σb1＋σc 。 15. 普通Ｖ带的断面型号分为（Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ）七种，其中断面尺寸最小的是（Y ）型。 16. 为保证齿轮传动恒定的传动比，两齿轮齿廓应满足（接触公法连心线交于一定点）。 17. 渐开线的形状取决于（基）圆。 18. 一对齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）与（α 1 = α2）。 19. 一对齿轮连续传动的条件为：（重合度1>ε）。 20. 齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、（塑 性变形）和（轮齿折断）。 21. 一对斜齿轮的正确啮合条件为：（m 1 = m 2）、（α 1 = α2） 与（β1=-β2）。 22. 蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 23. 通过蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为（中间平面）。 24. 常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 25. 轴承6308，其代号表示的意义为（6：深沟球轴承、3：直 径代号，08：内径为Φ40）。 26. 润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 27. 列举出两种固定式刚性联轴器（套筒联轴器）、（凸缘联轴 器）。 28. 轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 29. 普通三角螺纹的牙形角为（60）度。 30. 常用联接螺纹的旋向为（右）旋。 31. 普通螺栓的公称直径为螺纹（大）径。 32. 在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角） 形螺纹自锁性最好。 33. 减速器常用在（原动机）与（工作机）之间，以降低传速 或增大转距。 34. 两级圆柱齿轮减速器有（展开式）、（同轴式）与（分流式）三种配置齿轮的形式。 35. 轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 36. 轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 37. 轮系可分为（平面轮系）与（空间轮系）两类。 38. 平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 39. 凸轮机构按凸轮的形状可分为（盘形凸轮）、（圆柱凸轮） 与（移动凸轮）三种。 40. 凸轮机构按从动件的形式可分为（尖顶）、（滚子）与（平底）三种。 41. 变位齿轮有（正变位）与（负变位）两种；变位传动有（等移距变位）与（不等移距变位）两种。 42. 按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副） 。 43. 轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 44. 螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹） 两类。 45. 轮系可分为 （定轴轮系）与（周转轮系）两类。 46. 常用步进运动机构有（主动连续、从动步进）与（主动步进、从动连续）两种。 47. 构件是机械的（运动） 单元；零件是机械的 （制造） 单元。 48. V 带的结构形式有（单楔带）与（多楔带）两种。 三、 判断题 1. 一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。× 2. 一个高副可约束构件的两个自由度。× 3. 在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。× 4. 销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。√ 5. 两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。√ 6. 局部自由度是与机构运动无关的自由度。√ 7. 虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。√ 8. 在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。× 9. 压力角越大对传动越有利。× 10. 在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。× 11. 偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 12. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。√ 13. 减速传动的传动比i ＜1。× 14. Ｙ型Ｖ带所能传递的功率最大。× 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。× 16. 带传动一般用于传动的高速级。× 17. 带传动的小轮包角越大，承载能力越大。√ 18. 选择带轮直径时，直径越小越好。× 19. 渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。× 20. 基圆直径越大渐开线越平直。√ 21. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。 √ 22. 在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 × 23. 只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。√ 24. 螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。√ 25. 挤压就是压缩。 × 26. 受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险。× 27. 仅传递扭矩的轴是转轴。√ 28. 低速重载下工作的滑动轴承应选用粘度较高的润滑油。√ 29. 代号为6310的滚动轴承是角接触球轴承。× 绪论 一、判断题（正确T，错误F） 1. 构件是机械中独立制造的单元。（） 2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。（） 3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。（） 4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。（） 二、单项选择题 1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。 A 机构 B 零件 C 部件 D 构件 2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成， 本课程主要研究（）。 A 原动机 B 传动部分 C 工作机 D 控制部分 三、填空题 1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。 2. 机械是______和______的总称。 参考答案 一、判断题（正确T，错误F） 1. F 2. T 3. T 4. F 二、单项选择题 1. B 2. B 三、填空题 1. 制造 2. 机构机器 第一章平面机构的自由度 一、判断题（正确T，错误F） 1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。（） 2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。（） 3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。（） 4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。（） 5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。（） 6. 对独立运动所加的限制称为约束。（） 7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束（） 8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。（） 二、单项选择题 1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。 A 面 B 点或线 C 点或面 D 面或线 2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。 A 复合铰链 B 局部自由度 C 虚约束 D 机构自由度 3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。 A 1 B 从动件 C 主动件 D 0 4. 所谓机架是指（）的构件。 A 相对地面固定 B 运动规律确定 C 绝对运动为零 D 作为描述其他构件运动的参考坐标点 5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。 A 相对转动或相对移动 B 都是运动副 C 相对运动恒定不变 D 直接接触且保持一定的相对运动 三、填空题 1. 机构是由若干构件以_______________相联接，并具有__________________________的组合体。 2. 两构件通过______或______接触组成的运动副为高副。 3. m个构件组成同轴复合铰链时具有______个回转副。 四、简答题 1. 何为平面机构？ 2. 试述复合铰链、局部自由度和虚约束的含义？为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现？ 3. 计算平面机构自由度，并判断机构具有确定的运动。 （1）（2） 7-1解：（1）先求解该图功的比例尺。 （2 ）求最大盈亏功。根据图7.5做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，，，，，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-” 号，然后根据各自区间盈亏功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.6）如下：首先自向上做 ，表示区间的盈功；其次作向下表示区间的亏功；依次类推，直到画完最后一个封闭 矢量。由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功，其绝对值为： （3 ）求飞轮的转动惯量 曲轴的平均角速度：； 系统的运转不均匀系数：； 则飞轮的转动惯量： 图7.5图7.6 7-2 图7.7 图7.8 解：（1）驱动力矩。因为给定为常数，因此为一水平直线。在一个运动循环中，驱 动力矩所作的功为，它相当于一个运动循环所作的功，即： 因此求得： （2）求最大盈亏功。根据图7.7做能量指示图。将和曲线的交点标注， ，，。将各区间所围的面积分为盈功和亏功，并标注“+”号或“-”号，然后根据各自区间盈亏 功的数值大小按比例作出能量指示图（图7.8）如下：首先自向上做，表示区间的盈功； 其次作向下表示区间的亏功；然后作向上表示区间的盈功，至此应形成一个封闭区间。 由图知该机械系统在区间出现最大盈亏功。 欲求，先求图7.7中的长度。如图将图中线1和线2延长交于点，那么在中， 相当于该三角形的中位线，可知。又在中，，因此有： ，则 根据所求数据作出能量指示图，见图7.8，可知最大盈亏功出现在段，则 。 （3）求飞轮的转动惯量和质量。 7-3解：原来安装飞轮的轴的转速为，现在电动机的转速为，则若将飞轮 安装在电动机轴上，飞轮的转动惯量为： 7-4解：（1）求安装在主轴上飞轮的转动惯量。先求最大盈亏功。因为是最大动能与最小 动能之差，依题意，在通过轧辊前系统动能达到最大，通过轧辊后系统动能达到最小，因此： 则飞轮的转动惯量： （2）求飞轮的最大转速和最小转速。 《机械设计基础》试题及答案 绪论 一、填空（每空1分） T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。 T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。 T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。平面运动副可分为低副和高副。 T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。 T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目 等于主动件数目。 T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。 T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。 T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线 位置。 T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。 T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。 T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。 T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。 T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。 T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。 T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。 T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。 T-7-3-18-2-2、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为模数 二、填空题 16．槽轮机构的主要参数是 和 。 17．机械速度的波动可分为 和 两类。 18．轴向尺寸较大的回转件，应进行 平衡，平衡时要选择 个回转平面。 19．当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和 。 20．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取 处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 21．蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe 3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P 1制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力。 22．若带传动的初拉力一定，增大 和 都可提高带传动的极限摩擦力。 23．滚子链传动中，链的 链速是常数，而其 链速是变化的。 24．轴如按受载性质区分，主要受 的轴为心轴，主要受 的轴为传动轴。 25．非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使 ； 而为了防止过热必须使 。 16．槽数z 拨盘圆销数K 17. 周期性 非周期性 18．动 两 19. 分度圆直径d 1（或中心距a ） 齿宽b 20. 节点 一 21. 胶合 点蚀22．包角1α 摩擦系数 23. 平均 瞬时 24．弯矩 扭矩 25. [][]υυp p p p ≤≤ 三、分析题 26． 图1所示链铰四杆机构中，各构件的长度为a =250mm,b =650mm, C =450mm,d =550mm 。 试问：该机构是哪种铰链四杆机构，并说明理由。 图1 最短杆与最长杆长度之和（250+650）小于其余两杆长度之和（450+550），满足存在曲柄的 必要条件，且最短杆为连架杆。 故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 27． 图2所示展开式二级斜齿圆柱齿轮传动，I 轴为输入轴，已知小齿轮1的转向n 1和齿 《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀 加工齿形的方法属法。 29．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为圆。 30．在普通铣床上用铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀号据选取。 31．渐开线齿轮的特性称为中心距可分性。 32．齿轮传动最基本的要求是其瞬时传动比必须。 33．用齿条型刀具按范成法加工齿轮，如果切齿结束时，刀具的中线与轮坯分度圆相切，则加工 出来的齿轮是齿轮，刀具的中线与轮坯分度圆不相切，则加工出来的齿轮称为 齿轮。 34．规定渐开线标准斜齿圆柱齿轮____ 面上的参数为标准值。 35．直齿圆锥齿轮的标准模数规定在____端的圆上。 36．对于正确安装的一对渐开线圆柱齿轮，其啮合角等于圆上的角。 37．在课本上所介绍的间歇运动机构中，其中两种机构的名称是：机构、 机构。 38．外槽轮机构由、和机架组成，其中拨盘作转动。 （机械零件部分） 习题9 9-1 轴的功用是什么？转轴、传动轴、心轴有何区别？轴由哪些部分组成？ 答：轴用于支承旋转零件、传递转矩和运动。 工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。 轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段等部分组成。 9-2 轴的常用材料有哪些？什么时候选用合金钢？ 答：轴的常用材料为碳素钢和合金钢。 合金钢具有较高的机械性能和更好的淬透性，但价格较贵，可以在传递大功率、要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用，在一般工作温度下，合金钢和碳素钢具有相近的弹性模量，采用合金钢不能提高轴的刚度。 9-3 为什么一般转轴都做成阶梯形？阶梯轴的各段直径和长度应根据什么原则确定？ 答：阶梯轴各轴段截面的直径不同，各轴段的强度相近，且有利于轴上零件的装拆和固定。因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。 阶梯轴的各段直径是在初估最小直径的基础上，根据轴上零件的固定方式及其受力情况等，逐段增大估算确定；轴的各段长度主要由轴上零件及相互间的距离所决定。 9-4 进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？ 答：1.便于轴上零件的装配；2.保证轴上零件的准确定位和可靠固定；3.轴的加工和装配工艺性好；4.减少应力集中，改善轴的受力情况 9-5 试从减小轴上载荷、提高轴的强度出发，分别指出图（a）、（b）中哪一种布置形式结构更合理？为什么？ （a）（b） 习题9-5图 答：（a）图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图，第二种布置形式更合理。 （b）图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图，第一种布置形式更合理。 9-6 轴上零件常用的轴向固定和周向固定方法有哪些？ 答：常用的轴向固定方式有；轴肩和轴环套筒和圆螺母；弹性挡圈和紧定螺钉；轴端挡圈和圆锥面；常用的周向固定方式有键联接、花键联接、销联接，成形联接及过盈配合联接 9-7 判断图中的1、2、3、4处轴的结构是否合理？为什么？ 图题9-7 答：1处：轴肩高度超过了轴承的安装尺寸，不合理；2处：轴头长度过长，不能实现齿轮的轴向固定；3、4处：结构合理，能保证轴承的轴向定位。 9-8 如图题9-8所示减速器轴输出轴，分析其结构存在哪些错误。 图题9-8 第一章 平面机构的自由度和速度分析 题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。 题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时带动刀架3上下移动。B 点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。 题1—3 计算题1－3图a ）与 图b ）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。 A B C 1 2 3 4 a) 曲柄摇块机构 A B C 1 2 3 4 b) 摆动导杆机构 题解1－1 图 题1－3图a）题1－3图b） 题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。 题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 题1—5图题解1—5图 题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。 第二章 连杆机构 题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l AD =60mm ，AD 为机架。试问： （1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB 为曲柄， 求l AB 的最大值； （2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。 题2-2 如图所示的曲柄滑块机构： （1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作 行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由； （2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角g min ； （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置 。 题2-3 图示为偏置曲柄滑块机构，当以曲柄为原动件时，在图中标出传动角的位置， 并给出机构传动角的表达式，分析机构的各参数对最小传动角的影响。 A C D 题2-1图 《机械设计基础》课程试题库 一、填空题 1.在铰链四杆机构中，双曲柄机构的最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和。 2.确定凸轮基圆半径的原则是在保证αmax≤ [ α ]条件下，选择尽可能小的基圆半径。 3.一对齿轮传动中，大、小齿轮的齿根最大弯曲应力通常是不等的。 4.在设计 V 带传动时， V 带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的。 5.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。 6.滚动轴承主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形。 7.在蜗杆传动中，一般蜗杆头数取Z1= 1、 2、4，蜗杆头数越少，自锁性越好。 8.普通螺纹联接承受横向外载荷时，依靠接合面间的摩擦承载，螺栓本身受预紧力 ___作用，可能的失效形式为断裂。 9.平键联接中，两侧面是工作面，楔形键联接中，上下面是工作面。 10.对于闭式软齿面齿轮传动，主要按接触强度进行设计，而按弯曲强度进行校核。 11.蜗杆传动发热计算的目的是防止温升过高而产生齿面胶合失效。 12.带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心拉应力。最大应力发生 在带的紧边开始绕上小带轮处。 13.链轮的转速高，节距大，齿数少，则链传动的动载荷就越大。 14.轴上的键槽通常采用铣削加工方法获得。 15.联轴器和离合器均可联接两轴，传递扭矩，两者的区别是前者在运动中不能分离，后者可以 随时分离。 16.验算非液体摩擦滑动轴承的pv 值是为了防止轴承过热而发生胶合；验算轴承速度v 是为了 防止轴承加速磨损或产生巨大热量。普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。17.紧螺栓联接按拉伸强度计算时，考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用，应将拉抻 载荷增大至 ___1.3____ 倍。 18.受轴向工作载荷的紧螺栓联接，设螺栓刚度 C1 远远小于被联接件的刚度 C2，则不论 工作载荷 F 是否变化，螺栓中的总拉力F2接近 ___预紧力 _____。 19.带传动中，带的弹性滑动是带传动的 _____固有 ______特性，是_不可 ______避免的。 20.带传动的最大有效圆周力随着初拉力、包角、摩擦系数的增大而增大。 21.若齿轮传动的传动比、中心距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____减 小_____，接触强度 ______不变 _________。 22. 齿轮传动(大、小齿轮分度圆直径分别为d2、d1 ) 传动比表达式为 __i= d2/ d1____。蜗 杆传动（蜗杆分度圆直径d1，蜗杆分度圆柱导程角，蜗轮分度圆直径 d2）传动比表达式为 _______d2/ d1tg___________。 4-1试述凸轮机构的工作过程？ 答：1.推程凸轮转过推程运动角δt。从动件在推程做功，称为工作行程。 2.静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在远离凸轮轴心的位置，称为远休止，凸轮转过远休止角。 3.回程凸轮继续转动，从动件在其重力或弹簧力作用下由最远点回到最近点，这一行程称为回程，凸轮转过回程运动角。从动件在回程中不作功，称为空回行程。 4.静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在离凸轮轴心最近位置A，称为近休止，凸轮转过近休止角。 4-2 凸轮机构常用的从动件运动规律中，哪些产生刚性冲击？哪些产生柔性冲击？如何选择？ 答：等速运动规律产生刚性冲击，这种运动规律不宜单独使用。 等加速等减速运动规律和简谐运动规律产生柔性冲击，这种运动规律适用于中速凸轮机构。 4-3 已知凸轮机构从动件的运动规律，如表题4-3所示，绘制从动件的位移线图。解：1.将横坐标代表δh的线段分为若干等份，等分点为3、4、5、6、7、8、9、10。 2.在δh/2处作横坐标的垂线，按一定比例取升程h，将h也分成与横坐标相同的等份，等分点为、3＇、4＇、5＇、6＇、7＇、8＇、9＇、10＇。 3.分别由始点和终点向3＇、4＇、5＇、6＇、7＇、8＇、9＇、10＇联斜线，这些斜线与横坐标各等分点的垂线的交点，即为位移线图的点。 4.将这些交点连成圆滑的曲线，即得位移线图。 4-4 已知从动件位移线图如图，设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知其基圆半径r min=40 mm，凸轮顺时针转动。 解：1.选取适当的比例尺υ，以r min为半径作基圆。基圆与导路的交点B0为从动件尖顶的起始位置。 2.在基圆上，自开始沿的相反方向依次取推程运动角β1、远休止角β＇、回程运动角β及近休止角β＇＇，并将β1和β2各分成与位移线图对应的若干等分，得基圆上各点B‘1、2 B‘2、B‘3…。连接各径向线O B‘1、O B‘2…得到从动件导路反转后的位置。 机械设计基础教材习题参考解答 （第一章~第五章） 2012.8 目录 第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11 第1章机械设计概论 思考题和练习题 1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。 解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等； 继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。 变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。各种工程机械、农田作业机械等。 1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？ 解：产品的性能、产品的 1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： 1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性 1-4解：机械设计的内容和步骤？ 解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。 机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。 平面机构及其自由度 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1）取比例尺 绘制其机构运动简图（图b）。 l 图 b） 2）分析其是否能实现设计意图。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF GAGGAGAGGAFFFFAFAF 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 3）提出修改方案（图c ）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 图 c 1） 图 c 2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。 GAGGAGAGGAFFFFAFAF 解：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 机械设计基础题库 填空题 1.在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是和。 2.在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得越，所设计的机构越紧凑，但是压力 角，使机构的工作情况变坏。 3.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮和必须分别相 等。 4.斜齿圆柱齿轮的标准模数是。直齿圆锥齿轮的标准模数是。 5.平键的截面尺寸应按从键的标准中查取，键的长度L可参照 从标准中选取。必要时应进行强度校核。 6.对一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算时，将轮齿看作，并假定全 部载荷作用于。 7.普通V带传动的设计准则是，保证带以及具有一定的。 8.按照滑动轴承工作时的摩擦状态，可分为滑动轴承和滑动轴 承两种主要类型。 9.槽轮机构的主要参数是和。 10.机械速度的波动可分为和两类。 11.轴向尺寸较大的回转件，应进行平衡，平衡时要选择个回转平 面。 12.当一对齿轮的材料、齿数比一定时，影响齿面接触强度的几何尺寸参数主要是 和。 13.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取处的接触应力为计算依据，其载荷由 对轮齿承担。 14.蜗杆传动作接触强度计算时，铝铁青铜ZCuAl10Fe3制作的蜗轮，承载能力取决于抗 能力；锡青铜ZCuSn10P1制作的蜗轮，承载能力取决于抗能力。 15.若带传动的初拉力一定，增大和都可提高带传动的极限摩擦力。 16.滚子链传动中，链的链速是常数，而其链速是变化的。 17.轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动 轴。 18.非液体摩擦滑动轴承进行工作能力计算时，为了防止过度磨损，必须使； 而为了防止过热必须使。 19.平面机构具有确定运动的条件是：且。 20.两构件通过面接触组成的运动副称为；平面机构中又可将其分为 第一章机械设计基础概论 [复习题] 一、单项选择题 1．机器中各制造单元称为（） A．零件 B．构件 C．机构 D．部件 2．机器中各运动单元称为（） A．零件 B．部件 C．机构 D．构件 3．在卷扬机传动示意图中， 序号5、6所示部分属于（） A.动力部分 B.传动部分 C.控制部分 D.工作部分 4．如图为卷扬机传动示意图，图中序号3 所示部分属于( ) A.动力部分 B.传动部分 C.控制部分 D.工作部分 5．在如图所示的单缸四冲程内燃机中，序号1和10的组合是（） 6．如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（） A.机构 B.零件 C.部件 D.构件 7．在如图所示的齿轮—凸轮轴系中， 轴4称为( ) A.零件 B.机构 C.构件 D.部件 [参考答案] 一、单项选择题 1A，2D,3D,4B,5B,6B,7A 第二章平面机构运动简图及自由度 [复习题] 一、单项选择题 1．在平面机构中，每增加一个高副将引入（） A．0个约束 B．1个约束 C．2个约束 D．3个约束2．在平面机构中，每增加一个低副将引入（） A．0个约束 B．1个约束 C．2个约束 D．3个约束3．平面运动副所提供的约束为（） A.1 B.2 C.1或2 D.3 4．平面运动副的最大约束数为（） A．1 B．2 C．3 D．5 5．若两构件组成低副，则其接触形式为（） A．面接触 B．点或线接触 C．点或面接触 D．线或面接触6．若两构件组成高副，则其接触形式为（） A.线或面接触 B.面接触 C.点或面接触 D.点或线接触7．若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( ) A.转动副 B.移动副 C.球面副 D.螺旋副 8．由m个构件所组成的复合铰链所包含的转动副个数为( ) A.1 B.m-1 C.m D.m+l 9．机构具有确定相对运动的条件是( ) A.机构的自由度数目等于主动件数目 B.机构的自由度数目大于主动件数目 C.机构的自由度数目小于主动件数目 D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 10．图示为一机构模型，其对应的机构运动简图为（） A．图a B．图b C．图c D．图d 二、填空题 1、两构件直接接触并能产生相对运动的联接称为 _____________。 2、平面机构中，两构件通过面接触构成的运动副称为_____________。 3、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为___________。 4、当机构的原动件数目___________其自由度时，该机构具有确定的运动。 5、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作状况和______________。 三、计算题 1、计算如图所示机构的自由度。 2、计算图示机构的自由度，若含有复合铰链、 局部自由度和虚约束，请明确指出。 3、计算题如图所示机构的自由度，若含有复合铰链、机械设计基础题库及答案(徐刚涛全)
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